Les scientifiques ont mis au point un matériau semblable à du plastique ayant des propriétés physiques différentes selon les zones.
Le plastique peut être dur, le plastique peut être mou, mais le plastique peut-il être les deux à la fois ? Des scientifiques de l’université du Texas à Austin se sont penchés sur cette question et ont produit un matériau unique en son genre, souple dans certaines parties et rigide dans d’autres, qu’ils voient un jour entrer dans la fabrication d’appareils électroniques flexibles et de robots.
Pour développer ce nouveau matériau, les scientifiques se sont inspirés de matériaux naturels qui peuvent être rigides à certains endroits et souples et extensibles à d’autres. La peau, les muscles, les arbres et les crustacés sont quelques exemples proposés par l’équipe, mais il est difficile de créer des versions synthétiques qui allient résistance et flexibilité. Les approches précédentes consistaient à mélanger différents matériaux, mais cette méthode présente des inconvénients, le produit fini s’effondrant souvent aux coutures.
Les chercheurs affirment avoir fait une percée dans cette branche de la science des matériaux en créant un nouveau type de matériau semblable au plastique. Pour commencer, les chimistes ont utilisé des monomères, de petites molécules qui s’assemblent pour former des polymères. Dans ce cas, les polymères ressemblaient beaucoup à ceux que l’on trouve dans les plastiques courants, mais avec un ou deux trucs en plus.
Après avoir testé une douzaine de candidats, les scientifiques ont trouvé un catalyseur qui pouvait être intégré aux monomères pour les faire réagir à la lumière visible, fournie par une LED bleue bon marché. Cela a eu pour effet de créer un polymère semi-cristallin aux attributs similaires à ceux du caoutchouc, formant un matériau dur et rigide. Les zones non exposées à la lumière, quant à elles, sont restées souples et extensibles.
« C’est le premier matériau de ce type », a déclaré Zachariah Page, professeur adjoint de chimie et auteur correspondant de l’article. « La capacité de contrôler la cristallisation, et donc les propriétés physiques du matériau, avec l’application de la lumière est potentiellement transformatrice pour l’électronique portable ou les actionneurs en robotique souple. »
Le matériau ressemblant à du plastique serait 10 fois plus résistant que le caoutchouc naturel, mais avec des propriétés physiques différentes selon les zones. Les scientifiques imaginent un large éventail d’applications pour leur création, notamment l’ancrage de composants électroniques dans les technologies portables ou les appareils médicaux, et l’amélioration de la résistance et de la flexibilité des robots.
« Nous sommes impatients d’explorer les méthodes d’application de cette chimie à la fabrication d’objets 3D contenant à la fois des composants durs et souples », a déclaré le premier auteur Adrian Rylski.
